Способ определения а. н. трушкина s-параметров четырехполюсника

)5 6 01 й 27/О САНИЕ ИЗОБРЕТРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО 0 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Севастопольский приборостроительный институт(56) Авторское свидетельство СССР М. 1160331, кл. О 01 К 27/06, 1985.Авторское свидетельство СССР М. 1623437, кл. О 01 Я 27/04, 1988, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ А.Н.ТРУШКИНА Я-ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА(57) Использование: изобретение относится к радиоизмерительной технике, При определении Я-параметров четырехполюсника сигнал разделяют на измерительную и опорную составляющие, модулируют кажИзобретение относится к радиоизмерительной технике.Цель изобретения - повышение точности определения Я-параметров,По сравнению с известным способом предлагаемый проявляет новые технические свойства, заключающиеся в повышении точности определения Я-параметров.Эти свойства заявляемого способа являются новыми, так как в прототипе сигнал измерительного канала подают на исследуемый четырехполюсник, а после этого уже модул и руют. В резул ьтате саста вля ющая измерительного сигнала, вносящая вклад в погрешность измерения из-за конечной направленности ответвителя отраженной волны, оказывается промодулирована частотой 01 +й или Й 1 - й . Крометого, в прототипе сигнал частотой дую из них разными частотами 01 й суммируют опорную и прошедшую через четырехполюсник или отраженную от его входа составляющие, выделяют из суммарного сигнала составляющие с частотой 01 + Й или 01 - й, причем измерительную составляющую модулируют перед подачей на четырехполюсник, дополнительно выделяют и измеряют сигналы с частотами 01 и Я, амплитуды составляющих с частотой И 1 + й или 01 - й измеряют при двух отличающихся на 90 значениях фазы опорной составляющей. Измеренные значения амплитуд используют для вычисления искомых параметров, 1 21 + й или 21 - Й 1 нормируется на сигнал с частотой 2 ь,)1, В результате измерительный сигнал оказывается зависимым от коэффициента модуляции М 2 амплитудного модулятора измерительного канала, который изменяется в диапазоне частот из-за изменения уровня модулируемого СВЧ сигнала. Поэтому указанные свойства заявляемого способа являются существенными.Предложенный способ может быть реализован в работе устройства, структурная схема которого приведена на чертеже,Устройство для определения 5-параметров содержит соединенные последовательно СВЧ-генератор 1, направленный ответвитель 2 опорной волны, направленный ответвитель 3 отраженной волны, амплитудный модулятор 4, направленныйответвитель 5 падающей волны, четырехполюсник 6, направленный ответвитель 7 прошедшей волны и согласованную нагрузку 8, соединенные последовательно второй амплитудный модулятор 9, перестраиваемый фазовращатель 10, первый переключатель 11, сумматор 12, амплитудный детектор 13, блок 14 фильтров, второй переключатель 15, входами подключенный к выходам вторичных каналов ответвителей 5, 3, 7 падающей, отраженной и прошедшей волн, а выходом к второму входу сумматора 12, генераторы 16 и 17 низкой частоты подключенные соответственно к входам управления модуляторов 4 и 9,Устройство работает следующим образом,Генератор 1 вырабатывает СВЧ-сигнал, который ответвителем 2 делится на две части, Первая часть сигнала (измерительный сигнал) через основной канал ответвителя 2 поступает на ответвитель 3 отраженной волны и далее амплитудный модулятор 4. Модулятор 4 под действием сигнала генератора 16 модулирует этот сигнал низкочастотным напряжением частотой Я, Промодулированный сигнал подается через ответвитель 5 падающей волны на исследуемый четырехполюсник 6. Часть его с амплитудой Е 2 отражается и через ответвитель 3 попадает на третий вход переключателя 15, другая часть проходит через четырехполюсник 6 и через ответвител ь 7 поступает на четвертый вход переключателя 15. Сигнал падающей волны через ответвитель 5 поступает на второй вхбд переключателя 15. Немодулированная часть сигнала падающей волны с амплитудой азиз-за конечной направленности ответвителя 3 просачивается в канал отраженной волны и попадает на третий вход переключателя 15. Вторая часть сигнала через вторичный канал ответвителя 2 поступает на амплитудный модулятор 9, который под действием сигнала генератора 17 модулирует этот сигнал с частотой Я Промодулированный сигнал проходит через фазовращатель 10, который установлен в состояние нулевого фазового сдвига, и поступает на первый вход переключателя 11 с амплитудой Е 1, Переключатели 11, 15 устанавливаются в первое положение, поэтому на сумматор 12 поступает только сигнал опорного канала, который в дальнейшем детектируется детектором 13. Напряжение на выходе квадратичного детектора 13 имеет вид О = К)зЕ ) (1+ М 1 сов Й) 1),где Е 1 - амплитуда опорного сигнала;М 1 - коэффициент амплитудной модуляции модулятора 9;Кз - коэффициент преобразования де5 тектора 13.Сигнал О поступает на блок 14 фильтров, который выделяет сигналФ2О=2 К 1 з К 4 Е 1 М сов Й т10где К 4 - коэффициент передачи блока 14 фил ьтров.Амплитуда напряжения О 1 измеряет.ся,После этого переключатели 11, 15 устанавливаются во второе положение, поэтому на сумматор 12 через вторичный канал ответвителя 5 поступает только сигнал падающей волны измерительного канала, который в дальнейшем детектируется детектором 13.Напряжение на выходе детектора 13 имеет видОг= Кз Ег (1+ М 2 сов Й т)25где Е 2 - амплитуда сигнала падающей волны;М 2 - коэффициент амплитудной модуляции модулятора 4,Сигнал 02 поступает на блок фильтров14, который выделяет сигналО 2 = 2 К 13 К 14 Е 2 М 2 соз Ж С.Амплитуда напряжения О 2 измеряется.После этого переключатель 11 устанавливается в первое положение, а переключатель 15 - в третье положение, Сигналы 40 опорной и отраженной волн через переключатели 11 и 15 поступают на сумматор 12.Суммарный сигнал детектируется детектором 13, в результате на его выходе появляется напряжение45+ М 2 соз Й 1) сов( срк +Л(р )+2 Е Ез(150М совй с) сов р,+2 Ег Ез(1+ Мгсов й т ) сов (о , (1)где Ез - амплитуда сигнала падающей волны, просачивающаяся в ответвитель 3 отраженной волны;р 1, (рг - фазовые сдвиги между сигналами Е 1, Е 2, Ез;Лр - фазовый сдвиг, обусловленный неидентичностью опорного и измерительного каналов.Сигнал Оз подается на блок 14 фильтров, на выходе которого появляется напря жение О 3= К 1 з К 14 М 1 М 2 Е 1 Е 2 соз( уЪ +Амплитуда науЪ поалгорити 1 Д2Лр 511/ = (ОЗ ) + (О 4) уЪ = агст 9 (О 4/О 3) Модуль и фаза коэффициента передачичетырехполюсника б определяются по аналогичной методике. 30Анализ выражений (1) - (4) показывает,что предлагаемый способ позволяет исключить погрешности за счет конечной направленности ответвителя 3 отраженной волны,непостоянства в диапазоне частот коэффициента амплитудной модуляции М 2 измерительного канала, благодаря чему идостигается поставленная цель,Исключение погрешности за счет конечной направленности ответвителей позволяет снизить требования к точности ихизготовления, а значит снизить и затраты найх производство. В итоге снижается сто я/= и 1+и 1: ии 2, р = агсс 9(О 4/Оз) - ЬР,где Оз - амплитуда сигна Й 1 + Й или 01 - й при н чении фазы опорной составл амплитуда сигнала частотой Й 1 - й при значениях фазь ставляющей, отличающийся н фазовый сдвиг, обусловленнь ностью опорного и измерит лов,ла частотой ачальном зная ющей; О 4 - Й 1 +Я илиопорной сов 90 О; Лр й неидентичльного канаимость измерительной аппаратуры СВЧ-диапазона.Формула изобретения Способ определения Я-параметров четырехполюсника, основанный на разделении непрерывного СВЧ-сигнала на измерительную и опорную составляюще, модуляции их частотами 01 = Я, пропускании измерительной составляющей через исследуемый четырехполюсник, суммировании опорной и прошедшей через исследуемый четырехполюсник или отраженной от его входа составляющих, выделении их суммарного сигнала составляющей с частотой Й 1 + й или 01 - й и вычислении искомых параметров, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения точности, модуляцию измерительной составляющей осуществляют перед ее подачей на вход исследуемого четы рех пол юс ника, до пол нительно выделяют сигналы с частотами 01 и й измеряют их амплитуды О 1, О 2, измеряют сигналы с частотами 01 + й или И 1 - й при двух значениях фазы опорной составляющей, отличающихся на 90 О, а модуль и фазу искомых параметров определяют по формулам1800389 Корректор С,Лисин едэкто 162 Тираж Подписное ИИПИ Государственногб комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Состав Техред Мт рЬ Ца